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所謂短程硝化反硝化技術(shù)工藝（SCND），本質(zhì)上就是在好氧技術(shù)階段針對沿技術(shù)流程涉及的溶解氧物質(zhì)（DO）展開優(yōu)化處理過程，控制維持硝化反應(yīng)技術(shù)過程中獲取的產(chǎn)物，能夠持續(xù)維持在亞硝酸鹽物質(zhì)形態(tài)階段，繼而能夠進入到溶解氧物質(zhì)含量水平較低的技術(shù)環(huán)境之中開展反硝化脫氮技術(shù)處理環(huán)節(jié)，其實際經(jīng)歷的化學(xué)反應(yīng)過程，從氮元素物質(zhì)形態(tài)角度可以具體表示成：NH4+-N→NO2--N→N2。與全程硝化反硝化技術(shù)工藝相對比，短程硝化反硝化技術(shù)工藝中包含的硝化反應(yīng)技術(shù)階段，有效剔除了NO2--N物質(zhì)形態(tài)向NO3--N物質(zhì)形態(tài)所發(fā)生的轉(zhuǎn)化技術(shù)過程，客觀上能夠節(jié)約約占總數(shù)25.00%左右的深度硝化技術(shù)處理過程需氧量，同時，在反硝化技術(shù)階段，則能剔除NO3--N物質(zhì)形態(tài)向NO2--N物質(zhì)形態(tài)所發(fā)生的轉(zhuǎn)化技術(shù)過程，且客觀上能夠節(jié)約約占總數(shù)40.00%左右的反硝化技術(shù)處理過程碳源物質(zhì)。在充分關(guān)注和考慮到硝化反應(yīng)技術(shù)路徑與反硝化反應(yīng)技術(shù)路徑的縮短過程條件下，因化學(xué)反應(yīng)技術(shù)過程實施速率的顯著提升，說明短程硝化反硝化技術(shù)工藝的運用過程，能夠顯著縮減污水處理技術(shù)系統(tǒng)的總體占地面積。

短程硝化反硝化技術(shù)工藝流程在具體運用過程中能否實現(xiàn)成功啟動狀態(tài)，其關(guān)鍵性要點，在于針對各項過程運行技術(shù)參數(shù)展開優(yōu)化處理環(huán)節(jié)，繼而實現(xiàn)充分富集氨氧化細(xì)菌微生物（AOB）的技術(shù)目的，以及全面抑制亞硝態(tài)氮氧化細(xì)菌微生物（NOB）的技術(shù)目的，促使氨氧化細(xì)菌微生物能夠在完整化反應(yīng)技術(shù)階段推進過程中，成為占據(jù)優(yōu)勢數(shù)量地位的細(xì)菌微生物種類，逐步性地將亞硝態(tài)氮氧化細(xì)菌微生物淘洗到技術(shù)系統(tǒng)外部，繼而追求實現(xiàn)大量積累蓄積NO2--N物質(zhì)形態(tài)的技術(shù)控制目的。

能夠針對短程硝化反硝化技術(shù)工藝施加影響作用的主要因素，涉及DO、pH值及溫度等因素。DO參數(shù)項目能夠針對短程硝化反硝化技術(shù)工藝的正常化啟動過程，以及短程硝化反硝化技術(shù)工藝維持安全穩(wěn)定運行狀態(tài)發(fā)揮顯著影響作用，在DO參數(shù)項目所處水平過高，或者是過低條件下，通常會給NO2--N物質(zhì)形態(tài)的具體積累過程發(fā)揮抑制性作用。我國學(xué)者胡君杰等控制DO參數(shù)項目在0.70mg/L～0.90mg/L，成功啟動短程硝化反硝化技術(shù)工藝的運作過程，繼而支持NO2--N物質(zhì)形態(tài)的平均積累率能夠達到95.60%；在DO參數(shù)項目數(shù)值＜0.70mg/L或者是＞0.90mg/L條件下，氨氧化細(xì)菌微生物的生長過程通常會遭受到一定程度的抑制作用，且其直接表現(xiàn)形式，在于NO2--N物質(zhì)形態(tài)的積累率參數(shù)水平發(fā)生顯著下降。與之相類似的是，我國學(xué)者龍北生等借由通過控制硝化反應(yīng)技術(shù)階段的DO參數(shù)項目分布在0.70mg/L～1.00mg/L，其成功地將NO2--N物質(zhì)形態(tài)的積累率穩(wěn)定化地控制在98.00%以上，且能控制維持短程硝化反硝化技術(shù)工藝運行過程的充分穩(wěn)定性。綜合上述分析可知，想要控制維持短程硝化反硝化技術(shù)工藝運行過程的充分穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)將DO參數(shù)項目的測定數(shù)值嚴(yán)格控制在0.50mg/L～1.00mg/L。

基于現(xiàn)有的研究成果可知，在pH值介于7.40～8.30條件下，氨氧化細(xì)菌微生物的活性通常會處在狀態(tài)，且其增殖速度也處在狀態(tài)，而亞硝態(tài)氮氧化細(xì)菌微生物在pH≈7.00條件下具備活性。要通過對技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)部pH值水平的調(diào)節(jié)干預(yù)，充分調(diào)動激發(fā)氨氧化細(xì)菌微生物的生物學(xué)活性，在促使其成長變成優(yōu)勢細(xì)菌微生物條件下，實現(xiàn)對NO2--N物質(zhì)形態(tài)積累的技術(shù)目的。遵照學(xué)者ZhangChaosheng等在研究工作開展過程中獲取的相關(guān)結(jié)果，在pH值從8.00±0.10降低到7.50±0.20條件下，氨氧化過程的實施速率，以及NO2--N物質(zhì)形態(tài)的積累速率均會呈現(xiàn)出降低變化，而在pH值降低到6.50條件下，氨氧化細(xì)菌微生物，以及亞硝態(tài)氮氧化細(xì)菌微生物的生物學(xué)活性都會遭受到顯著抑制。而想要控制維持短程硝化反硝化技術(shù)工藝運行過程的充分穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)將pH設(shè)置在7.80～8.30。

2、厭氧氨氧化工藝

厭氧氨氧化技術(shù)工藝（ANAMMOX），經(jīng)由來自荷蘭Delft工業(yè)大學(xué)的學(xué)者A.Mulder等在1995年經(jīng)由實驗研究方法完成驗證工作環(huán)節(jié)。在此之后，學(xué)者M.Strous等針對厭氧氨氧化菌（AnAOB）細(xì)菌微生物的基本性生理學(xué)特性，以及分子結(jié)構(gòu)特征展開了系統(tǒng)性的研究環(huán)節(jié)。

在上述研究成果基礎(chǔ)上，有數(shù)量眾多的學(xué)者開展了深入研究工作，且在2002年建設(shè)形成了范圍內(nèi)第一座ANAMMOX工程技術(shù)系統(tǒng)。目前，范圍內(nèi)已經(jīng)建設(shè)形成和投入運行使用過程的ANAMMOX工程技術(shù)系統(tǒng)總數(shù)量已經(jīng)超過200套。

ANAMMOX技術(shù)工藝形態(tài)在具體運作過程中發(fā)揮的脫氮技術(shù)原理，主要是AnAOB物質(zhì)在缺氧技術(shù)環(huán)境下，或者是厭氧技術(shù)環(huán)境下，以CO2物質(zhì)或者是H2CO3物質(zhì)作為碳源，以NH4+-N物質(zhì)形態(tài)作為電子供體，以NO2--N物質(zhì)形態(tài)作為電子受體，具體生成NO3--N物質(zhì)形態(tài)與N2。

與傳統(tǒng)的脫氮技術(shù)工藝對比，厭氧氨氧化技術(shù)工藝實現(xiàn)了對曝氣技術(shù)環(huán)節(jié)的縮減和規(guī)避，且在具體運用過程中不需要另外添加運用碳源物質(zhì)，且能顯著縮減污泥的生成數(shù)量，獲取到廣泛且充足的實際應(yīng)用普及場景。能夠影響改變ANAMMOX工程技術(shù)系統(tǒng)啟動環(huán)節(jié)成功與否，以及技術(shù)運行過程穩(wěn)定性的因素，具體有物質(zhì)濃度水平、DO技術(shù)參數(shù)水平，以及機碳源因素等。

AnAOB物質(zhì)的代謝基質(zhì)物質(zhì)主要涉及NH4+-N物質(zhì)形態(tài)與NO2--N物質(zhì)形態(tài)。當(dāng)NH4+-N物質(zhì)形態(tài)與NO2--N物質(zhì)形態(tài)的濃度參數(shù)項目處在較低水平條件下，可借由適當(dāng)提高其總體濃度的技術(shù)處理方式促進ANAMMOX反應(yīng)技術(shù)進程，從而實現(xiàn)深度脫氮技術(shù)目標(biāo)；但NH4+-N物質(zhì)形態(tài)與NO2--N物質(zhì)形態(tài)所處濃度水平過高條件下，尤其是高濃度的NO2--N物質(zhì)形態(tài)能夠針對AnAOB物質(zhì)發(fā)揮毒性作用，從而對ANAMMOX技術(shù)工藝的具體執(zhí)行過程發(fā)揮程度顯著的抑制性作用。

本實驗所用電解槽尺寸為420mm×205mm×120mm，有效容積為6L。陽極為鐵板，陰極為改性碳?xì)?，陰陽電極各10塊（尺寸為100mm×200mm），陰陽極交錯排列，極板間距15mm；廢水通過蠕動泵定量進入電降解槽，廢水在電解槽中呈“Z"字形流動；通過布置在陰陽極上的銅排輸入電流，電流大小通過穩(wěn)壓直流電源控制；極板之間的底部空間設(shè)置曝氣條，通過增氧泵鼓入空氣進行曝氣。實驗過程中間隔一定時間取樣分析。

1.4 陰極材料制備方法

實驗使用的改性碳?xì)值闹苽浞椒ㄔ谙嚓P(guān)文獻基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化。具體方法為：首先分別使用石油醚和去離子水清洗碳?xì)?，置?0℃烘箱中烘干；將一定比例的去離子水、炭黑、PTFE乳液和異丙醇混合均勻后倒入超聲池；將碳?xì)种糜诨旌弦褐谐暯n120min，浸漬過程控制溫度不超過20℃；浸漬完成后將碳?xì)秩〕鰹r干后置于80℃烘箱中干燥24h；將干燥后的碳?xì)种迷隈R弗爐中焙燒，升溫速率5℃/min，在360℃下保持30min。將乙醇、PTFE乳液、炭黑攪拌均勻后制備成混合物漿料，利用高壓噴槍反復(fù)多次噴涂在焙燒后的碳?xì)直砻?；噴涂后的樣品在通風(fēng)條件下放置24h，保證乙醇揮發(fā)，然后將其放置在80℃烘箱中干燥24h；最后放置在馬弗爐中焙燒，升溫速率5℃/min，在360℃下保持30min。浸漬過程中，以單位質(zhì)量碳?xì)譃榛鶞?zhǔn)，炭黑加入量為0.24g/g，PTFE加入量為0.78g/g，去離子水的加入量為18.33g/g，異丙醇加入量為0.83g/g；噴涂過程中，炭黑加入量為0.13g/g，PTFE加入量為0.17g/g，乙醇加入量為2.1g/g。

1.5 測試方法

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使用5B-3B（V10）型多參數(shù)水質(zhì)測定儀（北京連華科技有限公司），快速消解分光光度法測定COD和總氮；使用DR900多參數(shù)比色儀（哈希公司），水楊酸法測定氨氮。

采用DXR共聚焦激光拉曼光譜儀（美國賽默飛公司）對陰極材料進行拉曼分析，測試條件為：432nm激光光源，激光強度2.0mW，25mm針孔，掃描范圍：200~3500cm-1；采用PGSTA204電化學(xué)工作站（瑞士萬通公司）對陰極材料進行線性伏安（LSV）掃描，測試條件：Na2SO4濃度為0.05mol/L，pH=6.5，掃描范圍為-1000~0mV，掃描精度為10mA/V；采用APA2000激光粒度儀（英國馬爾文公司）對降解過程中產(chǎn)生鐵泥絮體的粒徑分布進行測定，超聲分散時間5min，分散介質(zhì)為H2O，測定溫度為室溫。

目前，火力發(fā)電仍是我國的主要發(fā)電形式，火力發(fā)電量占全國發(fā)電總量的比重依然超過70%。燃煤電廠將煤炭作為主要燃料，持續(xù)不斷地為我國社會發(fā)展提供電能。但是，煤炭燃燒過程產(chǎn)生了以二氧化硫為主的多種污染物，導(dǎo)致我國生態(tài)環(huán)境不堪重負(fù)。因此，有必要研發(fā)高效的燃煤電廠脫硫廢水處理工藝，從源頭上妥善處理燃煤電廠排放的污染物，促進我國電力行業(yè)平穩(wěn)、健康發(fā)展。

2、燃煤電廠脫硫廢水特點

2.1 腐蝕性強

燃煤電廠脫硫廢水具有強烈的腐蝕性，通常含有較大比例的強酸弱堿鹽、工業(yè)廢酸，即便其濃度并不高，其腐蝕效果卻較強。脫硫廢水中的酸性物質(zhì)不僅會嚴(yán)重腐蝕燃煤電廠的儀器設(shè)備，還會嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。

2.2 含鹽量大

燃煤電廠脫硫廢水的含鹽量較高，受化學(xué)制劑影響，脫硫廢水含有大量強酸弱堿鹽，其對處理工藝的影響較為強烈。依據(jù)數(shù)據(jù)資料，燃煤電廠脫硫廢水的含鹽量可達30000mg/L，與其他工業(yè)廢水相比，數(shù)值龐大。

2.3 硬度高

燃煤電廠脫硫廢水具有較高的硬度，十分容易結(jié)垢。脫硫廢水含有數(shù)量龐大的處于游離態(tài)的鈣、鎂離子，其穩(wěn)定性不足，溫度對其的影響十分強烈。當(dāng)溫度持續(xù)上升時，鈣、鎂離子便會逐漸呈現(xiàn)出結(jié)晶態(tài)，產(chǎn)生結(jié)垢。除此以外，鈣、鎂離子的大量存在導(dǎo)致脫硫廢水硬度持續(xù)增加，最終對燃煤電廠脫硫設(shè)備造成十分嚴(yán)重的損傷。

3、燃煤電廠脫硫廢水處理工藝的主要技術(shù)形式

3.1 高效反滲透技術(shù)

高效反滲透技術(shù)是指應(yīng)用具有特殊性質(zhì)的反滲透濃鹽水處理脫硫廢水。該技術(shù)以傳統(tǒng)廢水處理工藝為基礎(chǔ)，巧妙應(yīng)用離子交換、硅離子不會與反滲透膜反應(yīng)、有機物在pH較高時會出現(xiàn)皂化反應(yīng)等化學(xué)原理，進行革新與升級，從而有效分離與去除脫硫廢水中的鹽類物質(zhì)、結(jié)垢物質(zhì)以及有機污染物。然而，高效反滲透技術(shù)通常需要應(yīng)用反滲透濃鹽水，需要經(jīng)歷復(fù)雜的處理流程，因此實用性有所不足。現(xiàn)階段，發(fā)電行業(yè)應(yīng)用較為普遍的方法是同時開展預(yù)處理、膜濃縮，其間會應(yīng)用多種能夠節(jié)省成本的方式對脫硫廢水進行濃縮處理，直至廢水總?cè)芙夤腆w（TDS）的濃度處于50000～80000mg/L。這種方式能夠地降低后續(xù)蒸發(fā)器的規(guī)模，有效減少資金投入，凸顯工藝應(yīng)用的經(jīng)濟性。

3.2 高級氧化技術(shù)

燃煤電廠脫硫廢水含有的污染物種類復(fù)雜，特別是其中的有機污染物，社會各界在環(huán)保方面提出了更高的要求。高級氧化技術(shù)應(yīng)運而生，并獲得了明顯的發(fā)展，應(yīng)用效果逐步提升。目前，高級氧化技術(shù)主要有光化學(xué)氧化技術(shù)、Fenton氧化技術(shù)等，其合理應(yīng)用氧化劑制備具有高級氧化性能的羥基自由基，從而對脫硫廢水中的各種有機污染物進行高效降解，對水質(zhì)進行充分凈化。

3.3 多功效結(jié)晶蒸發(fā)技術(shù)

在應(yīng)用多功效結(jié)晶蒸發(fā)技術(shù)時，前期需要著重開展脫硫廢水的預(yù)處理，后續(xù)環(huán)節(jié)對其進行綜合處理。多功效結(jié)晶蒸發(fā)技術(shù)應(yīng)用效果突出。首先，脫硫廢水經(jīng)過預(yù)處理后依然會維持較高的溫度，可以直接將預(yù)處理后的脫硫廢水輸送到多功效蒸發(fā)系統(tǒng)中。之后，將脫硫廢水灌注到旋流器中，對其進行結(jié)晶處理，此時，廢水中析出的結(jié)晶會受到離心機作用而被單獨分離。最后，將廢水輸送到干燥床上，對其進行干燥處理，其間廢水中的鹽和各種污染物會被有效分離。

3.4 水力排渣技術(shù)

如果將處理后的脫硫廢水直接排放于渣水處理系統(tǒng)，其中的酸性渣水、堿性渣水便會互相作用。經(jīng)過篩查、過濾，渣水處理系統(tǒng)可以對脫硫廢水中的雜質(zhì)進行截留，高效篩除脫硫廢水雜質(zhì)。除此以外，脫硫廢水能夠?qū)υ幚硐到y(tǒng)起到補給作用，節(jié)省水資源。水力排渣技術(shù)應(yīng)用成本較為低廉，操作也較為簡易。當(dāng)脫硫廢水流量較小時，該技術(shù)可以實現(xiàn)脫硫廢水的。在一些習(xí)慣應(yīng)用濕法排渣模式的燃煤電廠中，水力排渣技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，實際使用需要著重考慮排渣方法的適用性，當(dāng)脫硫廢水流量龐大時，其難以確保渣水處理系統(tǒng)的水量平衡，脫硫廢水需要向外界排放。除此以外，脫硫廢水含有高濃度的氯離子，會對渣水處理系統(tǒng)的管道產(chǎn)生腐蝕，廢水處理人員要有清晰的認(rèn)知。